水力式升船机浮筒平衡重施工系统及方法技术方案

一种水力式升船机浮筒平衡重施工系统，它包括固定安装在每个竖井孔顶部的纵向对称位置的多套浮筒锁定装置、称重装置以及吊梁装置；浮筒锁定装置中，机架固定安装在竖井孔顶部的内壁上，机架上安装有电动机，电动机的驱动轴上安装有与各浮筒节上设置的锁定孔相配合的锁定轴。本发明专利技术提供的水力式升船机浮筒平衡重施工系统及方法，可以解决施工难度大的问题，浮筒平衡重同步误差不大于3mm，全行程无刮擦、晃动、抖动与旋转，确保水力式升船机各种工况调试运行中平稳可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水力式升船机施工领域，尤其是一种水力式升船机浮筒平衡重施工系统及方法。
技术介绍
水力浮动式垂直升船机是我国自主创新，拥有完全自主知识产权的一种新型升船机。它与传统的齿轮齿条爬升式和钢丝绳卷扬提升式垂直升船机的运行原理不同，其独特的运行特性是，当船厢侧载荷发生变化时(承船厢漏水或承船厢入水)，浮筒平衡重能够在竖井钢衬中以相应的淹没水深自动适应变化，保持升船机全位置平衡稳定运行，保证了升船机的运行安全。因此，浮筒平衡重的安装精度，决定着水力式升船机的运行稳定与安全。本工法是针对水力式升船机重要的设备浮筒平衡重的施工工法。浮筒平衡重属于特大铅垂外形，总高19m，直径Φ6.2m的封闭装水筒体薄壁结构，目前还没有浮筒平衡重施工的相应国家规范和质量标准，世界上也没有同类型升船机平衡重施工技术可借鉴。保证浮筒平衡重在全行程运行中的铅垂状态，无刮擦晃动、抖动与旋转，保持同步运行，施工难度较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种水力式升船机浮筒平衡重施工系统及方法，可以解决施工难度大的问题，浮筒平衡重同步误差不大于3mm，全行程无刮擦、晃动、抖动与旋转，确保水力式升船机各种工况调试运行中平稳可靠。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种水力式升船机浮筒平衡重施工系统，它包括固定安装在每个竖井孔顶部的纵向对称位置的多套浮筒锁定装置、称重装置以及吊梁装置；浮筒锁定装置中，机架固定安装在竖井孔顶部的内壁上，机架上安装有电动机，电动机的驱动轴上安装有与各浮筒节上设置的锁定孔相配合的锁定轴；称重装置中，起吊钢丝绳上串联有电子吊秤；吊梁装置中，浮筒顶部定位节上端焊接有多个立筋板，各立筋板上开设有轴孔，与轴孔相配合的吊梁与吊杆连接。竖井孔的孔口周围还安装有施工平台和爬梯。浮筒锁定装置的套数为四套。浮筒锁定装置的机架通过基础板固定安装在竖井孔顶部的内壁上。电子吊秤优选为具有无线数据传输功能的电子吊秤。一种利用上述水力式升船机浮筒平衡重施工系统进行水力式升船机浮筒平衡重施工的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：浮筒锁定装置安装调试：在竖井孔顶部的内壁纵向对称位置布置各四套浮筒锁定装置，各浮筒锁定装置通过基础螺栓安装在基础板上，基础螺栓拧紧后，检测锁定轴水平度和高程及位置质量指标，锁定轴的水平度不大于1/1000，相对高程差不大于1毫米；调试浮筒锁定装置启动操作柜，达到锁定轴水平伸出和水平收回自如，无卡阻；步骤2：浮筒安装准备：在竖井孔的顶部孔口周围，搭设施工平台及爬梯，再进行焊接设备摆放位置清理；步骤3：浮筒底部定位节吊装：通过吊索绳对浮筒底部定位节进行吊装，吊入竖井孔口；步骤4：浮筒底部定位节锁定：将浮筒底部定位节吊入竖井孔口后，操作电动机将各浮筒锁定装置的锁定轴伸出进入浮筒底部定位节的锁定孔内，当锁定轴伸出全部到位后，使得浮筒底部定位节平稳地落在各锁定轴上；步骤5：浮筒第一中间节的吊装：通过吊索绳对浮筒第一中间节进行吊装，吊入竖井孔口；步骤6：浮筒第一中间节定位：将浮筒第一中间节吊入竖井孔口后，放置于浮筒底部定位节上方对应位置；步骤7：焊接：将浮筒第一中间节与浮筒底部定位节之间的对接缝进行焊接形成浮筒第一大节；步骤8：浮筒底部定位节的解锁：操作电动机将各浮筒锁定装置的锁定轴收缩使其离开浮筒底部定位节的锁定孔；步骤9：浮筒第一大节的吊装及锁定：通过吊索绳对浮筒第一大节进行吊装，吊装至浮筒第一中间节的各锁定孔与竖井孔内壁的各浮筒锁定装置相对应的位置，操作电动机将各浮筒锁定装置的锁定轴伸出进入浮筒第一中间节的锁定孔内，当锁定轴伸出全部到位后，使得浮筒第一中间节平稳地落在各锁定轴上；步骤10：浮筒第二中间节的吊装：通过吊索绳对浮筒第二中间节进行吊装，吊入竖井孔口；步骤11：浮筒第二中间节定位：将吊入竖井孔口后，放置于浮筒第一中间节上方对应位置；步骤12：焊接：将浮筒第二中间节与浮筒第一中间节之间的对接缝进行焊接形成浮筒第二大节；步骤13：重复上述步骤8-12直至完成所有浮筒中间节以及浮筒顶部定位节的吊装与焊接，再在浮筒内按设计要求安装附件，完成在一个竖井孔内的浮筒平衡重的安装；步骤14：重复上述步骤1-13，完成所有竖井孔内的浮筒平衡重的安装；步骤15：各个浮筒平衡重称重：采用称重装置对各浮筒平衡重进行称重，重复三次称重取算术平均值，分别记录各个浮筒平衡重的净重；步骤16：浮筒平衡重静平衡试验：通过吊梁装置起吊各浮筒平衡重，试吊三次取算术平均值，分别记录检查各浮筒平衡重全长范围的偏斜数值；步骤17：浮筒平衡重配重：根据步骤15和16的检测数据，计算各浮筒平衡重的配重块的重量，再在各浮筒平衡重上安装配重块；步骤18：浮筒平衡重首次注水：按实际计算值要求向各浮筒平衡重内部注水，直至满足设计要求；步骤19：浮筒平衡重解锁调试：各浮筒平衡重首次注水后，检查浮筒内部水位及称重和配重数据满足设计要求后，在按升船机系统调试要求，输水系统向竖井充泄水，使各浮筒平衡重浮起，操作各浮筒锁定装置的锁定轴收缩到位，解锁各浮筒平衡重；步骤20：浮筒平衡重精确配水降低同步轴扭矩：根据同步轴扭矩检测数据分析，对各浮筒平衡重内部的注入水量进行精确配水，最终满足同步轴降扭的运行质量要求；即完成所述水力式升船机浮筒平衡重的施工。步骤4和步骤5之间还设置有浮筒底部定位节调整的步骤，使其锁定孔中心的共面度和水平度等指标满足质量标准。在浮筒的每一中间节焊接完成后，需按设计要求在内支撑与加强板。步骤20中，浮筒平衡重精确配水降低同步轴扭矩的方法为：步骤20-1：根据注水量计算公式计算①水力式升船机提升系统重量平衡式：单套浮筒平衡重重量×浮筒平衡重总套数＝(载标准水深的承船厢总重+钢丝绳的转移重量)×2-浮筒淹没水为0.2m的浮力×浮筒平衡重总套数；②单套浮筒平衡重加注水量：单套浮筒平衡重加注水量＝单套浮筒平衡重重量-动滑轮组重量-连接支架与轴的重量-单套浮筒平衡重净重；步骤20-2：按照上述公式计算出单套浮筒平衡重加注水量；步骤20-3：按照上述计算值，分别向各套浮筒平衡重抽或充水，调试同步轴初始扭矩小于50KN·m的设计指标。本专利技术提供的水力式升船机浮筒平衡重施工系统及方法，其有益效果如下：1、采取孔口立式组装，利用浮筒锁定装置及浮筒安装节上的锁定孔使每一浮筒分节的组合缝距离地面一固定高度，方便施工，保证组装质量。2、采用无线电子称重法，使用简便，量度精度高，可直接打印量值，避免读数误差。3、进行浮筒平衡重静平衡试验，能完全模拟浮筒的运行状态。4、进行浮筒平衡重精确配水降低同步轴扭矩，尽量减小同步轴上的初始扭矩，有利于水力式升船机运行系统安全。5、可以解决施工难度大的问题，浮筒平衡重同步误差不大于3mm，全行程无刮擦、晃动、抖动与旋转，确保水力式升船机各种工况调试运行中平稳可靠，适用范围广，不仅适用于大中型水力式升船机工程的浮筒平衡重安装与调试和类似筒形结构工程的安装工程。小型水力式升船机也可以参考。云南景洪水电站升船机由中国葛洲坝机电建设有限公司承建，现已建设完成，是在世界上第一座建成的水力式升船机。通过对浮筒平衡重施工技术的研究和创新，该项目采用本工法于2014年4月1日开始施工，2014年6月10日装焊、称重、静平衡及配重施工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力式升船机浮筒平衡重施工系统，其特征在于：它包括固定安装在每个竖井孔(1)顶部的纵向对称位置的多套浮筒锁定装置、称重装置以及吊梁装置；浮筒锁定装置中，机架(3)固定安装在竖井孔(1)顶部的内壁上，机架(3)上安装有电动机(4)，电动机(4)的驱动轴上安装有与各浮筒节上设置的锁定孔(6)相配合的锁定轴(5)；称重装置中，起吊钢丝绳(7)上串联有电子吊秤(8)；吊梁装置中，浮筒顶部定位节(9)上端焊接有多个立筋板(10)，各立筋板(10)上开设有轴孔(11)，与轴孔(11)相配合的吊梁(12)与吊杆(13)连接。

【技术特征摘要】
1.一种水力式升船机浮筒平衡重施工系统，其特征在于：它包括固定安装在每个竖井孔(1)顶部的纵向对称位置的多套浮筒锁定装置、称重装置以及吊梁装置；浮筒锁定装置中，机架(3)固定安装在竖井孔(1)顶部的内壁上，机架(3)上安装有电动机(4)，电动机(4)的驱动轴上安装有与各浮筒节上设置的锁定孔(6)相配合的锁定轴(5)；称重装置中，起吊钢丝绳(7)上串联有电子吊秤(8)；吊梁装置中，浮筒顶部定位节(9)上端焊接有多个立筋板(10)，各立筋板(10)上开设有轴孔(11)，与轴孔(11)相配合的吊梁(12)与吊杆(13)连接。2.根据权利要求1所述的水力式升船机浮筒平衡重施工系统，其特征在于：竖井孔(1)的孔口周围还安装有施工平台和爬梯。3.根据权利要求1所述的水力式升船机浮筒平衡重施工系统，其特征在于：浮筒锁定装置的套数为四套。4.根据权利要求1所述的水力式升船机浮筒平衡重施工系统，其特征在于：浮筒锁定装置的机架(3)通过基础板(2)固定安装在竖井孔(1)顶部的内壁上。5.根据权利要求1所述的水力式升船机浮筒平衡重施工系统，其特征在于：电子吊秤(8)为具有无线数据传输功能的电子吊秤。6.一种利用上述权利要求1-5所述的任一项所述的水力式升船机浮筒平衡重施工系统进行水力式升船机浮筒平衡重施工的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：浮筒锁定装置安装调试：在竖井孔(1)顶部的内壁纵向对称位置布置各四套浮筒锁定装置，各浮筒锁定装置通过基础螺栓安装在基础板(2)上，基础螺栓拧紧后，检测锁定轴(5)水平度和高程及位置质量指标，锁定轴(5)的水平度不大于1/1000，相对高程差不大于1毫米；调试浮筒锁定装置启动操作柜，达到锁定轴(5)水平伸出和水平收回自如，无卡阻；步骤2：浮筒安装准备：在竖井孔(1)的顶部孔口周围，搭设施工平台及爬梯，再进行焊接设备摆放位置清理；步骤3：浮筒底部定位节(14)吊装：通过吊索绳对浮筒底部定位节(14)进行吊装，吊入竖井孔口；步骤4：浮筒底部定位节(14)锁定：将浮筒底部定位节(14)吊入竖井孔口后，操作电动机(4)将各浮筒锁定装置的锁定轴(5)伸出进入浮筒底部定位节(14)的锁定孔(6)内，当锁定轴(5)伸出全部到位后，使得浮筒底部定位节(14)平稳地落在各锁定轴(5)上；步骤5：浮筒第一中间节(15)的吊装：通过吊索绳对浮筒第一中间节(15)进行吊装，吊入竖井孔口；步骤6：浮筒第一中间节(15)定位：将浮筒第一中间节(15)吊入竖井孔口后，放置于浮筒底部定位节(14)上方对应位置；步骤7：焊接：将浮筒第一中间节(15)与浮筒底部定位节(14)之间的对接缝进行焊接形成浮筒第一大节；步骤8：浮筒底部定位节(14)的解锁：操作电动机(4)将各浮筒锁定装置的锁定轴(5)收缩使其离开浮筒底部定位节(14)的锁定孔(6)；步骤9：浮筒第一大节的吊装及锁定：通过吊索绳对浮筒第一大节进行吊装，吊装至浮筒第一中间节(15)的各锁定孔与竖井孔(1)内壁的各浮筒锁定装置相对应的位置，操作电动机(4)将各浮筒锁定装置的锁定轴(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫书满，周复明，张为明，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团机电建设有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51